tepe renginin P olduğu, ancak bağımsız kümenin NP tamamlandığı grafikler


Yanıtlar:


21

Belki de daha genel bir ifade (kolay bir kanıtla), aşağıdaki sorunun zaten NP-tamamlanmış olmasıdır:

Giriş: Bir grafik G, G'nin 3 renklendirilmesi, k tamsayısı.

Soru: G'nin bağımsız bir boyut k seti var mı?

Bu Bağımsız Kümeden bir azalma ile kanıtlanabilir. Bir G grafiği alırsak, bir kenar seçer ve onu iki kez alt bölümlere ayırırsak (örneğin, kenarı {u, v} u, x, y, v yolu ile değiştirin, burada x ve y'nin iki derece olduğu) G'nin bağımsızlık sayısı tam olarak bir artar. (G'de bağımsız olan herhangi bir kümeye tam olarak x veya y'den birini ekleyebilirsiniz ve bunun tersi de zor değildir.) Bu nedenle, m kenarlı G grafiğinin bağımsız bir k boyutu kümesine sahip olup olmadığı sorusu soruya eşdeğerdir. G'deki tüm kenarların iki kez bölünmesinin bir sonucu olan G 'nin bağımsız bir k + m boyutuna sahip olup olmadığı. Ancak, G 'yi üç bağımsız sete ayırarak G' nin 3 rengini elde etmenin kolay olduğunu unutmayın: biri G'de olan köşeleri içerir ve diğer iki sınıfın her biri tam olarak ikisinden birini içerir " subdivider" her kenar için köşe. Bu nedenle, bu prosedür, bağımsızlık numarasını hesaplamak size orijinal grafiğin G bağımsızlık numarasını verecek şekilde 3 renklendirmeli bir G 'grafiği oluşturur.


4
Bu azalma aynı zamanda cevabımdan elde edilmesi zor kağıtlara atıfta bulunmaksızın üçgen içermeyen düzlemsel grafiklerde bağımsız kümenin sertliğini hemen kanıtlamaktadır.
— David Eppstein

22

Sözde, Uehara'nın (aslında görmediğim bir kağıt) 3 bağlantılı kübik düzlemsel grafikte NP-tam problemleri ve uygulamaları ”referansı, bağımsız kümenin üçgen içermeyen düzlemsel grafikler için bile NP-tam olduğunu kanıtlıyor. Ancak Grötzsch teoremi ile her zaman 3 renklendirilebilirler ve 3'ten daha az sayıda renk için test yapmak herhangi bir grafikte kolaydır, bu nedenle P'de en iyi şekilde renklendirilebilirler.

Daire grafiklerin tam tersi bir özelliği vardır: onlar için renklendirme NP'dir, ancak bağımsız set problemi kolaydır.


2
Daire grafiklerinden emin misiniz? Wiki sayfası "Bir daire grafiğinin kromatik sayısı keyfi büyük olabilir ve bir daire grafiğinin kromatik sayısını belirleyen NP-tamamlandıktan olabilir." Diyor
— Ankur

Hata! Geri aldım. Düzeltecek.
— David Eppstein

Teşekkürler. Başka örnekler almak harika olurdu. Uehara'nın makalesi biraz izole görünüyor; alıntı yapan çok fazla makale yok. Akran incelemesi ve yayınlanıp yayınlanmadığından bile emin değilim.
— Ankur

11

Bu yeni bir cevap değil, üçgen içermeyen kübik düzlemsel grafiklerde BAĞIMSIZ SET sertliği için ilk ve elde edilmesi kolay bir referanstır: Owen Murphy'nin notu, büyük çevresi olan grafiklerde bağımsız kümelerin hesaplanması , Ayrık Uygulamalı Matematik 35 (1992) 167-170 ,

ncnkc>0k,0≤k<1

cc>0

@BartJansen tarafından belirtilen azalma, Murphy'nin teoremine dair kanıtında özel bir durumdur.

Ters özellik için, çizgi grafikler @DavidEppstein tarafından ele alındığı gibi daire grafiklerinden daha doğal görünmektedir. Çizgi grafikler için, RENKLEME NP-tamamlıdır, ancak BAĞIMSIZ SET kolaydır.


6
Ters özellik için bir başka ilginç örnek, iyi kaplanmış grafiklerin sınıfıdır ( buraya ve buraya bakınız ). Onlar için Boyama zor ama Bağımsız Set çok kolay.
— vb le
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.